[发明专利]折叠沟道氮化镓基场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种折叠沟道氮化镓基场效应晶体管，包括：

基础层，包括在衬底上按自下而上的顺序依次形成的氮化物缓冲层以及氮化镓半绝缘层，所述氮化镓半绝缘层上表面形成包括至少一个平行延伸的沟槽的沟道区；

多异质结层，包括在所述氮化镓半绝缘层上自下而上交替堆叠形成的沟道层和势垒层，相邻的所述势垒层和所述沟道层之间形成异质结；

氮化镓调控层，在所述多异质结层上从所述沟道区的一侧延伸到至少一部分沟槽，以调控所述场效应晶体管在开启与关闭状态下对应的沟道区内的电荷平衡；

电流坍塌抑制结构，在所述多异质结层上形成于所述沟道区的另一侧，并与所述氮化镓调控层通过另一部分所述沟槽隔开；其中，所述电流坍塌抑制结构适用于在漏极电压较高时，对所述漏极提供空穴注入，实现所述漏极上的电荷平衡；

源极和漏极，在所述氮化镓半绝缘层上分别与所述多异质结层的两侧接触，所述漏极与所述电流坍塌抑制结构的侧面与部分上表面接触；

栅极，形成于所述源极与所述氮化镓调控层之间的所述多异质结层上；

连接结构，穿过所述栅极的上方电连接所述源极与所述氮化镓调控层。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，

在所述多异质结层中，每个所述势垒层的厚度介于1nm～50nm；所述沟道层厚度介于5nm～500nm；

优选地，构成所述势垒层的材料是AlN、AlGaN、AlInN以及AlInGaN中的一种。

3.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，

所述氮化镓调控层、和所述电流坍塌抑制结构均包括按自下向上堆叠的轻掺杂P型氮化镓层和重掺杂P型氮化镓层；

优选地，所述轻掺杂P型氮化镓层的厚度介于3nm～150nm；所述重掺杂P型氮化镓层的厚度介于5nm～30nm。

4.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，每个所述沟槽的横截面设置为倒梯形；每个所述沟槽的底部的刻蚀角设置为介于90度与180度之间；

优选地，每个所述沟槽的深度为0.1μm～5μm；每个所述沟槽的刻蚀角为95°～175°。

5.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，构成所述源极和所述漏极的材料为欧姆接触金属；构成所述栅极的材料为肖特基接触金属；

优选地，所述欧姆接触金属包括Ti、Al、Ni和Au中的至少一种；

所述肖特基接触金属包括Pt、Ti、Al、Ni、TiN中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括：

栅介质，所述栅介质设置于所述栅极与所述多异质结层之间；以及所述源极、所述漏极、所述氮化镓调控层、所述电流坍塌抑制结构、和暴露的所述多异质结层上；

其中，所述栅介质包括氧化铝、氮化铝、氧化硅及氮化硅中的一种。

7.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括：

钝化介质层，形成于所述栅介质、和暴露的多异质结层上；

所述钝化介质层的材料为氧化铝、氮化铝、氧化硅及氮化硅中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，在所述多异质结层形成与沟槽的形状配合的辅助沟槽。